摘要:重點介紹了盾尾密封脂泵送性和抗水密封性的重要性,高分子合成液可以改善盾尾密封脂的泵送性,纖維可以提高盾尾密封脂的抗水密封性。關鍵詞:盾構機;盾尾密封脂;抗水密封性;泵送性;高分子合成液;纖維

盾構技術是目前國際上發(fā)達國家較為廣泛采用的地下隧洞全機械化開挖施工技術,盾構技術運用的關鍵是使用了盾構機,盾構機是盾構法施工中的主要施工機械。盾構施工法是在地面下暗挖隧洞的一種施工方法,盾構機(又稱全斷面隧道挖掘機)在地下掘進,在防止軟基開挖面崩塌或保持開挖面穩(wěn)定的同時,在機內(nèi)安全地進行隧洞的開挖和襯砌作業(yè)。

盾構機(TunnelingBoringMachine,簡稱TBM,中文直譯為隧道挖掘機)體積龐大,直徑一般為3m~10m,長200m以長,重200t以上。按盾構方式分為泥漿式盾構機和土壓平衡式盾構機,均用密封脂對盾尾實施密封,因此對密封脂的密封性,抗水性和泵送性提出了嚴格的要求。

1盾構機對密封脂的要求

盾構機密封脂用于盾構機的尾部,起到密封地下水(淡水或海水)、密封泥槳和密封膨潤土泥槳(如使用)的作用。

盾尾密封脂都是采用機泵加入,因此盾構機密封脂中最重要的性能即是泵送性和抗水密封性,另外還應具有較好的粘附性。表1是某進口盾尾密封脂的技術參數(shù)。從表1可看出,盾尾密封脂與普通潤滑脂或密封脂有很大的區(qū)別,盾尾密封脂是一種粘稠的膏狀物,從嚴格意義上講不屬于潤滑脂的范疇。表1中的絕大多數(shù)試驗方法都不是為潤滑脂設計的,如JISA5758爬行時間是日本工業(yè)標準中建筑用密封材料(填縫劑)的試驗方法。盾構機實際使用盾尾密封脂是用機泵來輸送的,從表1還可看出,此類脂的錐入度為3號,要求如此粘稠的物質(zhì)要有很好的流動速率,故泵送性是盾尾密封脂的技術關鍵之一。盾尾密封脂的用途就是密封水,包括地下水、泥漿,所以水密封性或稱抗水密封性就是盾尾密封脂的關鍵技術參數(shù)。

2泵送性

盾構機密封脂泵送性的試驗方法是ASTMD1092,即密封脂在特定的壓力下通過一定管徑的毛細管時的流量,以g/min表示,毛細管的管徑不一樣,測定的值就有很大的區(qū)別,表1中的泵送性修正值就是針對毛細管而言的。

為保證盾尾密封脂的粘附性,盾尾密封脂組分中一般使用了高分子合成液,高分子合成液的分子量對盾尾密封脂泵送性的影響見表2。由表2可看出,一般而言,高分子合成液的分子量越大,盾尾密封脂的泵送性越好。

3抗水密封性

抗水密封性是盾尾密封脂的關鍵性能,抗水密封性不好,盾構機在實際使用過程中很可能發(fā)生透水事故,造成機毀人亡的重大事故,所以抗水密封性是盾尾密封脂所必須具備的性能。為了保證盾尾密封脂的抗水密封性,一般都加入了一定的纖維,這些纖維在盾尾密封脂中起到骨架的作用,保證在高水壓下的密封性。

根據(jù)歐洲建筑用特殊化學品聯(lián)合會(EFNARC)“隧道挖掘特殊產(chǎn)品規(guī)范與指南”(SpecificationandGuidelinesfortheUseofSpecialistProductsforSofGroundTunneling)的規(guī)定,測定盾尾密封脂抗水密封試驗要求抗水密封壓力在3MPa以上。

4結束語

中國地鐵建設的前景很廣闊,目前在地鐵建設中有多臺盾構機已投入使用,隨著中國地鐵建設大量地使用盾構機[1],盾構機盾尾密封脂的需求量必然會大增,盾尾密封脂具有廣闊的發(fā)展前景。加強對盾尾密封脂的研究開發(fā),實現(xiàn)盾尾密封脂的國產(chǎn)化具有積極的意義。

參考文獻

1　施仲衡.盾構機在中國地鐵建設中的應用.建筑機械,2002,(5):20~22